海南大学理工学院2006级土木工程(本科)专业工程力学(I)试卷B(附)

1、海南大学工程力学（I）试卷 2006年1月海南大学 理工 学院2006土木工程（本科）专业工程力学（I）试题(B卷)考试说明：本课程为闭卷考试，可携带 水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功能的计算器 。得分 阅卷教师一、单项选择题（每题4分，共20分，在括号内填写所选答案前的字母）( ) 1. 平面汇交力系合力不为零，向平面内汇交点以外一点简化，其结果：(A) 可能是一个力，也可能是一个力和一个力偶。(B) 只可能是一个力。(C) 只可能是一个力偶。(D) 只可能是一个力和一个力偶。( ) 2. 如图所示平面桁架处于平衡，其中内力为零的构件的根数是：F3F1F4F2(A) 5根。(B) 6

2、根。(C) 7根。(D) 8根。( ) 3. 如图所示，F1、F2（方向如图，大小为正）分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2与刚体上另一点C点共面，则下述说法正确的是：F1F1F2ABC(A) 在A点加一个适当的力可以使系统平衡。(B) 在B点加一个适当的力可以使系统平衡。(C) 在C点加一个适当的力可以使系统平衡。(D) 在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。( ) 4. 关于低碳钢的力学性能，下述说法中正确的是：(A) 低碳钢在拉伸试验中，其变形可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。(B) 在屈服阶段，应力波动不大，通常将上屈服强度称为材料的屈服极限。(C) 在强化阶段，

3、通过冷作硬化可以提高材料的比例极限和塑性变形能力。(D) 低碳钢属于塑性材料，所以只可能发生塑性屈服破坏。( ) 5. 材料力学中，弹性模量E与横截面对中性轴的惯性矩Iz的乘积EIz表示杆件的：(A) 拉伸（压缩）刚度。 (B) 扭转刚度。(C) 弯曲刚度。 (D) 弯曲截面系数。二、得分 阅卷教师填空题（每空3分，共24分）xyO2a2a2aD1在直径D8a的圆截面中，开了一个2a4a的矩形孔，如图所示。在图示坐标系中，其形心的坐标：yc 。形心主惯性矩：Ixc 。2如图所示，右端固定的阶梯形圆截面杆ABC，同时承受轴向荷载F1与F2作用，已知F120 kN，F250 kN，AB段直径d12

4、0 mm，BC段直径d230 mm。则杆内最大的轴力（绝对值）发生在 段，其大小为 ；杆内横截面上最大的正应力发生在 段，其大小为 。F2F1F1F1ABC3如图所示，等直圆截面杆AB的一端A固定，杆上承受一集度为m的均布力偶矩作用。则距B端为x的任意横截面的扭矩为 ，横截面B相对于A的扭转角为 。mxlAB得分 阅卷教师三、计算题（共56分）1（12分）平面构架由直杆AB、直角曲杆BCD和直杆DE铰接而成，所受荷载和尺寸如图所示。不计梁的重量及摩擦，试求支座A和E处的约束力。MqACBED2aaa2（15分）物块A和B自由叠放在水平固定面上，如图所示。物块A的重量GA10 N，它与物块B之间

5、的静摩擦因数fA0.21，而动摩擦因数0.20。物块B的重量GB10 N，它与水平固定面之间的静摩擦因数fB0.25，而动摩擦因数0.24。今在物块A上作用F8 N的力，30 。不计滑块尺寸，试分别判断两物块是否处于静止状态，并求各摩擦力。FAB3（9分）作图示外伸梁的剪力图和弯矩图，并指出剪力和弯矩的极值。Me =10 kNmq=2kN/mACB4mF=2kND2m2m4（10分）T形截面铸铁悬臂梁，尺寸（单位：mm）及荷载如图所示。材料的拉伸许用应力 t = 40 MPa，压缩许用应力 c = 160 MPa，截面对形心轴zC的惯性矩IzC = 10180 cm4，h1 = 9.64 cm

6、，试利用正应力强度条件计算该梁的许可荷载 F 。AF1400600BFBF12FCyCzC15025050h1h250CFBF15（10分）利用叠加原理求图示等截面直梁中截面C的挠度和转角。q、l、EI均为已知。ABCq附表：简单荷载作用下梁的挠度和转角ABl悬臂梁xyBwB梁的简图端截面转角端截面挠度lMelFlFalql海南大学 理工 学院2006土木工程（本科）专业工程力学（I）试题(B卷)（答案）考试说明：本课程为闭卷考试，可携带 水笔、圆珠笔、铅笔、直尺、橡皮和无编程功能的计算器 。得分 阅卷教师一、单项选择题（每题4分，共20分，在括号内填写所选答案前的字母）( A ) 1.平面汇

7、交力系合力不为零，向平面内汇交点以外一点简化，其结果：(E) 可能是一个力，也可能是一个力和一个力偶。(F) 只可能是一个力。(G) 只可能是一个力偶。(H) 只可能是一个力和一个力偶。( C ) 2. 如图所示平面桁架处于平衡，其中内力为零的构件的根数是：F3F1F4F2(A) 5根。(B) 6根。(C) 7根。(D) 8根。( A ) 3. 如图所示，F1、F2（方向如图，大小为正）分别作用于刚体上A、B两点，且F1、F2与刚体上另一点C点共面，则下述说法正确的是：F1F1F2ABC(E) 在A点加一个适当的力可以使系统平衡。(F) 在B点加一个适当的力可以使系统平衡。(G) 在C点加一个

8、适当的力可以使系统平衡。(H) 在系统上加一个适当的力偶可以使系统平衡。 ( A ) 4. 关于低碳钢的力学性能，下述说法中正确的是：(E) 低碳钢在拉伸试验中，其变形可分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和局部变形阶段。(F) 在屈服阶段，应力波动不大，通常将上屈服强度称为材料的屈服极限。(G) 在强化阶段，通过冷作硬化可以提高材料的比例极限和塑性变形能力。(H) 低碳钢属于塑性材料，所以只可能发生塑性屈服破坏。( C ) 5. 材料力学中，弹性模量E与横截面对中性轴的惯性矩Iz的乘积EIz表示杆件的：(A) 拉伸（压缩）刚度。 (B) 扭转刚度。(C) 弯曲刚度。 (D) 弯曲截面系数。二、得

9、分 阅卷教师填空题（每空3分，共24分）xyO2a2a2aD1在直径D8a的圆截面中，开了一个2a4a的矩形孔，如图所示。在图示坐标系中，其形心的坐标：yc -0.189 a 。形心主惯性矩：Ixc 188.9 a4 。2如图所示，右端固定的阶梯形圆截面杆ABC，同时承受轴向荷载F1与F2作用，已知F120 kN，F250 kN，AB段直径d120 mm，BC段直径d230 mm。则杆内最大的轴力（绝对值）发生在 BC 段，其大小为30 kN ；杆内横截面上最大的正应力发生在 AB 段，其大小为 63.7 MPa 。F2F1F1F1ABC3如图所示，等直圆截面杆AB的一端A固定，杆上承受一集度

10、为m的均布力偶矩作用。则距B端为x的任意横截面的扭矩为 mx ，横截面B相对于A的扭转角为 。mxlAB得分 阅卷教师三、计算题（共56分）1（12分）平面构架由直杆AB、直角曲杆BCD和直杆DE铰接而成，所受荷载和尺寸如图所示。不计梁的重量及摩擦，试求支座A和E处的约束力。MqACBED2aaa解：取BCD杆为研究对象，受力分析如图(a)所示。 （1分）BCDFNDFNB图(a)30BCD杆为二力杆： （1分）取ED杆为研究对象，受力分析如图(b)所示。 （1分）， （1分）解得： （1分）MFNDFNE6060图(b)DE取AB杆为研究对象，受力分析如图(c)所示。 （1分），（1分）图(

11、c)qABFNBFAyFAxMA60， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分） （1分）2（15分）物块A和B自由叠放在水平固定面上，如图所示。物块A的重量GA10 N，它与物块B之间的静摩擦因数fA0.21，而动摩擦因数0.20。物块B的重量GB10 N，它与水平固定面之间的静摩擦因数fB0.25，而动摩擦因数0.24。今在物块A上作用F8 N的力，30 。不计滑块尺寸，试分别判断两物块是否处于静止状态，并求各摩擦力。FAB解：取物块A为研究对象，受力分析如图(a)所示。 （1分）FAGAFNAFA图(a)， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分）物块A与B之间最大静滑动摩擦

12、力： （1分），物块A相对于物块B滑动。 （1分）物块A与B之间的动滑动摩擦力： （水平向左） （1分）取物块B为研究对象，受力分析如图(b)所示。 （1分）BFAFNBGBFNA图(b)FBF1， （1分）， （1分）解得： （1分） （1分）物块B与水平固定面之间最大静滑动摩擦力： （1分），物块B处于静止， （水平向左） （1分）3（9分）作图示外伸梁的剪力图和弯矩图，并指出剪力和弯矩的极值。Me =10 kNmq=2kN/mACB4mFAFBF=2kND2m2m解：（1）求支反力：受力分析如图所示。， （1分）， （1分）（2）剪力(FS)图：3FS (kN)Ox_+52+（3分）（3

13、）弯矩(M)图：M (kNm)Ox+_1.5m2.25446（4分）4（10分）T形截面铸铁悬臂梁，尺寸（单位：mm）及荷载如图所示。材料的拉伸许用应力 t = 40 MPa，压缩许用应力 c = 160 MPa，截面对形心轴zC的惯性矩IzC = 10180 cm4，h1 = 9.64 cm，试利用正应力强度条件计算该梁的许可荷载 F 。AMAF1400600BFBF12FFACyCzC15025050h1h250CFBF1解：（1）求支反力：受力分析如图所示。， （方向与假设相反） （1分）， （方向与假设相反） （1分）（2）作弯矩图：MOx0.8 F_+0.6 F （1分）， （1分）（3）求 F 由强度条件： （1分）A截面：由拉伸强度要求得 （1分）由压缩强度要求得 （1分）C截面：由拉伸强度要求得 （1分）由压缩强度要求得 （1分）综合上述结果，许可荷载 F = 44.2 k